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LTZB-300kVA/300kV 串聯諧振耐壓試驗裝置

2020-07-25 09:04:19


變頻串聯聯諧振實驗變壓器操作手冊


目錄:

第·一章  產品概述

第二章  LTZB-300kVA/300kV串聯諧振耐壓試驗裝置主要技術參數

第三章 LTZB-300kVA/300kV串聯諧振耐壓試驗裝置主設備應用

第四章  變頻電源詳細使用介紹

第五章  變頻電源通用說明

第六章 常見故障排除

第七章  相關資料

 

第·一章   產品概述

該裝置主要針10kV、35kV電纜,發電機以及110kV及以下電力主變壓器、母線開關等所有電氣主設備的交流耐壓試驗設計制造。電抗器采用多只分開設計,既可滿足高電壓、小電流的設備試驗條件要求,又能滿足象10kV電纜這樣的低電壓的交流耐壓試驗要求,具有較寬的適用范圍,是地、市、縣級高壓試驗部門及電力安裝、修試工程單位理想的耐壓設備。

該裝置主要由變頻電源、激勵變壓器、電抗器、電容分壓器組成。

串聯諧振在電力系統中應用的優點:

1、所需電源容量大大減小。串聯諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產生高電壓和大電流的,在整個系統中,電源只需要提供系統中有功消耗的部分,因此,試驗所需的電源功率只有試驗容量的1/Q。

2、設備的重量和體積大大減少。串聯諧振電源中,不但省去了笨重的大功率調壓裝置和普通的大功率工頻試驗變壓器,而且,諧振激磁電源只需試驗容量的1/Q,使得系統重量和體積大大減少,一般為普通試驗裝置的1/10-1/30。

3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路,能改善輸出電壓的波形畸變,獲得很好的正弦波形,有效的防止了諧波峰值對試品的誤擊穿。

4、防止大的短路電流燒傷故障點。在串聯諧振狀態,當試品的絕緣弱點被擊穿時,電路立即脫諧,回路電流迅速下降為正常試驗電流的1/Q。而并聯諧振或者試驗變壓器方式做耐壓試驗時,擊穿電流立即上升幾十倍,兩者相比,短路電流與擊穿電流相差數百倍。所以,串聯諧振能有效的找到絕緣弱點,又不存在大的短路電流燒傷故障點的憂患。

5、不會出現任何恢復過電壓。試品發生擊穿時,因失去諧振條件,高電壓也立即消失,電弧即刻熄滅,且恢復電壓的再建立過程很長,很容易在再次達到閃絡電壓前斷開電源,這種電壓的恢復過程是一種能量積累的間歇振蕩過程,其過程長,而且,不會出現任何恢復過電壓。

我公司調頻諧振裝置主要功能及其技術特點

1、裝置具有過壓、過流、零位啟動、系統失諧(閃絡)等保護功能,過壓過流保護值可以根據用戶需要整定,試品閃落時閃落保護動作并能記下閃絡電壓值,以供試驗分析。

2、整個裝置單件重量很輕,最·大不超過40kg,便于現場使用。

3、裝置具有三種工作模式,方便用戶根據現場情況靈活選擇,提高試驗速度。

工作模式為:全自動模式、手動模式、自動調諧手動升壓模式、

4、能存儲,存入的數據編號是數字,方便的幫助用戶識別和查找。

5、裝置自動掃頻時頻率起點可以在規定范圍內任意設定,掃頻方向可以向上、向下選擇,同時液晶大屏幕顯示掃描曲線,方便使用者直觀了解是否找到諧振點。

6、采用了DSP平臺技術,可以方便的根據用戶需要增減功能和升級,也使得人機交換界面更為人性化。 

 

第二章  LTZB-300kVA/300kV串聯諧振耐壓試驗裝置主技術參數

(一)LTZB-指生產廠家代碼

(二)LTZB-300kVA/300kV串聯諧振耐壓試驗裝置主技術指標

1.額定電壓:

50kV---滿足10 kV電纜交流耐壓試驗;

45kV---滿足35kV電纜,35kV系統交流耐壓試驗;

300kV---滿足110kV系統的交流耐壓試驗;

2.輸出電壓波形畸變率:<1.0%

3.允許連續工作時間:額定條件下一次性工作30分鐘,在對35kV電纜耐壓時,滿足連續工作60分鐘

4.裝置自身品質因數:Q>50

5.火力發電機試驗時滿負荷下品質因數:Q>10(與負載相關)

6.電纜試驗時滿負荷下品質因數:Q>30(與負載相關)

7.主變壓器試驗滿負荷時品質因數:Q>30(與負載相關)

8. GIS,開關等試驗滿負荷時品質因數:Q>50(與負載相關)

9.輸入電源:單相380V

10.頻率調節范圍:20Hz~300Hz

11.系統測量精度:1.5%

12.裝置具有過壓、過流、零位啟動等保護功能

(三)設備遵循標準     

《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》       GB50150-2006

《高壓諧振試驗裝置》                           DL/T 849.6—2004  

《電抗器》                                     GB10229.88

《電力設備預防性試驗規程》                     DL/T596-1996

《耦合電容器和電容分壓器》                    IEC358(1990)

(四)設備主要配置及技術參數說明:

1.變頻電源一臺:

額定功率:20kVA;

輸入電壓:單相220V或380V±10% 45~65Hz

輸出電壓:0~400V可調

輸出電壓頻率:30~300Hz  

0.1Hz步進可調

頻率不穩定度≤0.02%

輸出電流:0~50A

2.高壓電抗器(共6臺):50kV/1A

額定工作電壓:50kV

額定工作電流:1A

額定電感量:100H

連續工作時間:60min

溫    升:小于60度

工作頻率:30~300Hz 

3.激勵變1臺:                                     

額定容量:20kVA

輸入電壓:200V/400V

輸出電壓:10/20kV,10kV用于132kV變壓器交流耐壓試驗;20kV用于132kV變電站交流耐壓試驗。

4.電容分壓器一臺:300kV純電容式:

   自身電容量:500pF

   工作頻率:30~300Hz

   不確定度:1.5%

   額定電壓:150kV/1000pF,300kV/500pF

5.測試線及附件壹套:

1) 內部連接線             1套

2) 電抗器絕緣底座         2只

3) 均壓球                 2只

4) 分壓器支架             1套

5) 使用說明書             1份

6) 試驗報告               1份

 

 

   第三章 LTZB-300kVA/300kV串聯諧振耐壓試驗裝置設備應用

 (一)交聯乙烯電纜的交流耐壓

無標題1.png

1、10kV電纜300mm2長度不大于3.0km,試驗電壓為21.75kV,試驗頻率為30Hz~300Hz

(1)電纜長度:3km 截面積:300mm2對應的電容量范圍為1.11μF,最·高耐壓試驗值21.75kV

(2)諧振頻率:1/6.28×√16.8×1.11×10-6=36.8Hz

36.8Hz下最·大被試電容量時的試驗電流:36.8×6.28×1.11×10-6×21.75×103=5.6A。

(3)選擇設備:20kW變頻電源;50kV/1A電抗器六臺并聯;20kVA(10kV/2A)激勵變;135kV分壓器;

2、35kV電纜300mm2長度不大于1km,試驗電壓為52kV,試驗頻率為30Hz~300Hz。

(1)電纜長度:1km 截面積:300mm2對應的電容量范圍為0.19μF, 最·高耐壓試驗值52kV

(2)諧振頻率:1/6.28×√72×0.19×10-6=43Hz

43Hz下最·大被試電容量時的試驗電流:43×6.28×0.19×10-6×52×103=2.6A。

(3)選擇設備:20kW變頻控制源;50kV/1A電抗器 二臺串三組并聯;20kVA(20kV/1A)激勵變;135kV分壓器;

3、電纜耐壓時電抗器選用說明

  (1)上述配置是按照最·長電纜計算出的配置方案;

 (2)對短電纜試驗時,為了達到諧振,一般將三節電抗器串聯(三節電抗器串聯時,與150kV分壓器的電容量可以自身諧振);

(二)變壓器、開關等的交流耐壓試驗

無標題2.png

1、110kV及以下電壓等級的變壓器等主電氣設備的交流耐壓試驗,

⑴110kV主變:對應的電容量范圍為5000pF~15000pF, 最·高耐壓試驗值160kV,試驗頻率為45Hz~65Hz。

⑵諧振頻率:1/6.28×√600×0.015×10-6=53Hz

53Hz下最·大被試電容量時的試驗電流:53×6.28×0.015×10-6×160×103=0.79A

⑶選擇設備:20kW變頻控制源;50kV/1A電抗器六臺串聯;20kVA(20kV/1A)激勵變;270kV分壓器;

2、110kV及以下電壓等級的變電站主電氣設備的交流耐壓試驗,試驗頻率為30Hz~300Hz,電抗器的使用方式全部電抗器串聯成組使用

(1)110kV開關:對應的電容量忽略不計, 最·高耐壓試驗值200kV

(2)諧振頻率:1/6.28×√600×600×10-12=265Hz

265Hz下最·大被試電容量時的試驗電流:265×6.28×0. 6×10-9×200×103=0.19A,

(3)選擇設備:20kW變頻控制源;50kV/1A電抗器六臺串聯;20kVA(10kV/2A)激勵變;270kV分壓器;

所以對于開關母線等斷口電容小的試品也可以進行試驗。

設備組合試品

電抗器50kVA/50kV六節

激勵變壓器輸出端選擇

滿足10kV/300mm2電纜, (試驗電壓22kV,試驗時間5min)

長度500m以下

使用電抗器一節

20kV

長度500~1000m

使用電抗器二節并聯

20kV

長度1000~1500m

使用電抗器三節并聯

20kV

長度1500~2000m

使用電抗器四節并聯

20kV

長度2000~2500m

使用電抗器五節并聯

20kV

長度2500~3000m

使用電抗器六節并聯

20kV

滿足35kV/300mm2電纜, (試驗電壓52kV,試驗時間60min)

長度330m以下

使用電抗器二節串聯

20kV

長度330~660m

使用電抗器二節串聯二組并聯

10kV

長度660~1000m

使用電抗器二節串聯三組并聯

10kV

滿足110kV/500mm2電纜, (試驗電壓128kV,試驗時間60min)

  長度250m

使用電抗器三節串聯二組并聯

10kV

滿足100MVA/110kV以下變壓器, (試驗電壓160kV,試驗時間1min)


使用電抗器四節串聯

10kV

滿足110kV變電站系統, (試驗電壓265kV,試驗時間1min)


使用電抗器六節串聯

20kV

 

第四章  變頻電源詳細使用介紹

4.1.設備基本說明

4.1.1.電源:

l  將單相220V或三相380V直接與變頻電源的“輸入”連接,當電源為220V時,接輸入A,C兩相,當電源為380V時接A,B,C三相。

4.1.2.操作面板說明


電源開關:負責計算機部分的電源供給或斷開。

復位:負載失諧、變頻源過熱以及其它保護動作后的故障復位。

停止:發生緊急情況的應急中斷按鍵。

分壓器信號:用于接入分壓器低壓臂,最·大電壓100V,輸入阻抗                100M。

接地:用于系統安全接地。

液晶顯示器:用于系統各參數、波形、菜單等的顯示。

USB:用于上傳試驗數據。

輸入:當電源為220V時,接輸入A,C兩相,當電源為380V時接A,B,C三相。

輸出:變頻電源輸出至激勵變壓器輸入。

4.1.3.接通電源

操作箱在上電后合上“電源開關”,液晶點亮顯示。

注意:儀器兩側開孔處的風扇在運行則表示表示儀器內部功率器件正常工作。否則表示儀器內部過熱或上次試驗時沒有復位。此時應該切斷電源,將儀器置于通風處靜置1小時左右,待內部適當降低溫度后再啟動電源。

當風扇經常性的不啟動時,建議立即與廠家聯系。

當設備出現不可恢復性故障時,請不要自行拆卸儀器。

4.2.0. 觸摸屏顯示器:

   調頻電源的控制屏幕為全觸摸屏,你只需要在屏幕上要操作的位置輕輕點擊,即可以進行操作。

4.2.1.開機后,液晶的顯示界面如圖2所示。

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圖2

自動試驗:自動試驗模式;

手動試驗:全手動試驗模式和半自動試驗模式;

參數設置:各種試驗參數的設置;

文件管理:查看和輸出試驗記錄;

參數計算:電感,電容,頻率之間的換算,已知兩個量,可求出第三個  量;

4.2.2.試驗參數設置:在每次試驗前必須正確設置當次試驗是的各種參數!

點擊“參數配置”后,液晶的顯示界面如圖3所示。

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圖3

l  起始頻率:自動調諧時的開始頻率,下限頻率最·高為20Hz,上限頻率最·低為200Hz。

l  終止頻率:自動調諧時的結止頻率,下限頻率最·高為200Hz,上限頻率最·低為300Hz,設置"起始頻率"不可高于"終止頻率"。當第·一次試驗時建議采用30Hz~300Hz進行掃描。當已經知道大概頻率范圍時,可以選定在適當的頻率段掃描,以減少試驗時間。

l  起始電壓:設置調諧時輸出電壓的初此值。

1.對Q值較低的試品如發電機、電動機、架空母線,初此值設定為30~40V;

2.對Q值較高的試品如電力電纜、變壓器、GIS等,初此值設定為20V。

l  階段試驗電壓,試驗時間:設置耐壓試驗電壓的最·高值和耐壓時間。

1."階段試驗電壓",如沒有分段耐壓試驗,只設置第·一階段試驗電壓和第·一階段試驗時間,其它階段試驗電壓及時間均設0;

2.如需要分段設置時,分別點擊相應的試驗電壓、試驗時間欄即可完成設置;

l  激勵變變比:試驗時選擇激勵變抽頭電壓與原邊電壓的比值。例如:4kVA/1.5kV/3kV/0.4kV激勵變壓器,當試驗時選擇激勵變抽頭為3kV,這時激勵變比為3/4=7.5

l  分壓器變比:電容分壓器的分壓比。當分壓器分壓比為1000:1時,就輸入1000;當分壓器分壓比為2000:1時,就輸入2000。當分壓器分壓比是多少時,就輸入多少。注意:如不是配套電容分壓器時,電容分壓器二次電壓不能大于100V,超過100V顯示不出電壓。

l  自動調諧頻率步進:自動試驗時,自動掃頻時的頻率步進。自動試驗時,一定要設置頻率步進,否則自動試驗時不掃頻。頻率步進可設置為2Hz以下,設置高了,找到的諧振點不是最·佳諧振點,試驗電壓有可能升不上去。

l  電路電感,電路電容:當知道回路中電感,電容時,可設置此項,如不知道也可不設置,設置其中任意一項時,文檔管理中記錄數據可顯示出另外一項的值,如不設置,就不顯示此兩項。

l  閃絡保護:擊穿時的保護電壓。該值越設小,擊穿保護越靈敏,有時可能誤動作。一般情況下,當設備最·高電壓小于150kV時,設置為3kV;當設備最·高電壓小于150~300kV時,設置為5kV;當設備最·高電壓小于300~500kV時,設置為8kV;當設備最·高電壓小于500~800kV時,設置為12kV;此值為理論值,可根據現場需要自行設置。

l  過壓保護電壓:設置試驗電壓的極限值,電壓超過時自動終止試驗,保護試驗設備和被試品。一般設置比試驗電壓高10%。

l  過流保護系數:設置變頻電源輸出電流的最·高值,一般設置為100%。

短時間也可設置150%,主要是用于保護變頻電源功率器件燒壞。

l  設置幫助:設置時一些提示幫助。

l  返回菜單:返回到主菜單,圖2。

l  選擇模式:當設置完試驗參數時,不需返回到主菜單選擇自動試驗和手動試驗,點擊“選擇模式”,即可選擇是自動試驗或手動試驗,如圖4。

 

無標題6.png

 

圖4 

 

 

第五章 通用操作說明

通用操作步驟

正確按照接線示意圖及相關要求連接試驗回路,在現場設置試驗警示標記,正確設置各項試驗參數。

1.自動試驗:

進入圖2或圖4界面,點擊“自動試驗”,進入下圖5界面,點擊“開始試驗”,則自動進行調諧、升壓、計時、降壓。

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圖 5

界面依次如下:調諧

無標題8.png

   圖6

 為了更好地找到準確的諧振點,儀器在本功能下的調諧分為粗調和細調兩步,均為自動進行,只有完成了調諧,才自動進入到下一界面;因為是在低電壓下的調諧,所產生的高壓電壓不會對被試品有任何的損害,所以請耐心等待。即使在最不利的情況下,自動調諧的時間也不會超過3分鐘!

                         

升壓:                             

無標題9.png

                           圖7

計時:

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                             圖8

  降壓:

無標題11.png

                           圖9

在試驗過程中出現保護動作時,均有相關界面顯示如圖10,11。

過壓保護:

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                            圖10

閃絡保護:

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                             圖11

2.手動/半自動試驗:

進入圖2或圖4界面,點擊“手動試驗”,進入下圖12界面,點擊“開始試驗”, 則可以進行手動/自動調頻、手動升降壓。


           無標題15.png            

     圖12

             

無標題16.png

圖13

半自動試驗:點擊“調諧”,則自動調諧,調諧完成后點擊電壓“升電壓”,“降電壓”手動升壓。注意:在點擊“調諧”前,先要設置“頻率步進調節”,“電壓步進調節”,否則不會自動調諧。

無標題17.png

     圖14

手動試驗:點擊頻率“升頻率、降頻率”,則手動調諧,調諧完成后點擊電壓“升電壓、降電壓”手動升壓。注意:在點擊“升頻率”,降頻率,“升電壓”,“降電壓”前,先要設置“頻率步進調節”,“電壓步進調節”,否則不會“升頻率”,降頻率,“升電壓”,“降電壓”點擊不動。

無標題18.png

                            圖15

5.5.3.資料查詢及輸出試驗結果

進入圖2界面,點擊“文件管理”,進入資料界面,可以調閱歷次試驗記錄,如圖16。

無標題19.png

圖16

在自動試驗或手動試驗時,必須點擊“保存數據”,才能保存當次試驗值,如沒有點擊“保存數據”,則不會保存事時數據。用U盤插入USB接口,點擊“發送歷史數據”,可將歷史數據保存到U盤,點擊“發送歷史數據”后臺,等30min后方可拔出U盤,否則歷史數據保存不到U盤。通過我公司自編的軟件,在電腦上可生成"Excel"文件

第六章 常見故障排除

6.1通用注意事項

1.本試驗設備應由高壓試驗專業人員使用,使用前應仔細閱讀使用說明書,并經反復操作訓練。

2.操作人員應不少于2人。使用時應嚴格遵守本單位有關高壓試驗的安全作業規程。

3.為了保證試驗的安全正確,除必須熟悉本產品說明書外,還必須嚴格按國家有關標準和規程進行試驗操作。

4.各聯接線不能接錯,否則可導致試驗裝置損壞

5.本裝置使用時,輸出的是高電壓或超高電壓,必須可靠接地,注意操作安全。

6.2常見故障原因及排除

1.風扇不能啟動:

1)急停、故障保護、失諧保護后,沒有按“故障復位”;

2)內部溫度過高,功率元件熱保護;

排除方法:關斷儀器電源,將儀器靜置30分鐘左右,重新開啟電源,按儀器面板上的“復位”鍵,再啟動儀器。

   如果依然不能啟動風扇,請和廠家聯系,不可拆卸儀器!

2.自動調諧不能完成,找不到諧振點:

現象:

調諧曲線完全是一條直線,調諧完成后儀器提示沒有諧振點

原因:

回路接地不好,試驗回路接線錯誤,裝置某一儀器開路

排除方法:

1)檢查接地裝置可靠,接地連接線是否有斷開點;

 2)檢查勵磁變壓器的高低壓線圈的通斷;

 3)檢查每一只電抗器的通斷;

 4)檢查分壓器的信號線的通斷;

 5)檢查分壓器的高低壓電容臂的通斷;

 6)裝置自身升壓時沒有諧振點,還需要檢查補償電容器的通斷;

如果所有部件正常,依然沒有諧振點,請和廠家聯系,不可拆卸儀器!

3 不能升壓到試驗電壓

現象:

1)調諧曲線是一條曲線,有較低的尖峰;

2)試驗時一次電壓較高,高壓卻較低,甚至在沒有升到試驗電壓時,

   一次電壓已經到達額定電壓,回路自動降壓;

原因:

1)電抗器與試品電容量不匹配,沒有準確找到諧振點;

 2)試品損耗較高,系統Q值太低;

 3)勵磁變壓器高壓輸出電壓較低;

  4)高壓連接線過長或沒有采用高壓放暈線

排除方法:

1)將補償電容器并接入試驗回路,加大回路電容量;

 2)盡可能將多只電抗器串聯,提高回路電感量;

 3)提高勵磁變壓器的輸出電壓;

     4)干燥處理被試品,提高被試品的絕緣強度,減少回路的有功損耗;

   5) 一般在設備較高電壓輸出時,采用高壓放暈線,或將普通高壓輸出線改為較短的連線,一般不超過5米。

如果全部處理完后,依然不能解決問題,請和廠家聯系,不可拆卸儀器!


第七章 相關資料

7.1相關省份電纜試驗規程




  

7.2諧振裝置容量選擇

試驗電流:I=2πfCU×10-3(A)

頻率的選擇(HZ)

1、發電機―――50HZ,取50HZ

2、變壓器―――45~65HZ,取50HZ

3、GIS、開關、母線―――30~300HZ,取45HZ

4、電力電纜:30~300HZ,取35HZ

電壓的選擇(KV)

 按照規程要求,確定最·高試驗電壓。

電容量的選擇(uf)

 根據被試品最·大電容量確定

裝置最·大容量:P=UI×1.25 (KVA)

 



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